Д.т.н., проф. Пількевич І.А., к.б.н., доц. Аристархова Е.О.

Житомирський національний агроекологічний університет, Україна

ВИЗНАЧЕННЯ ЯКОСТІ СТІЧНИХ ВОД КП «ЖИТОМИРВОДОКАНАЛ» ЗА ДОПОМОГОЮ РОСЛИННИХ ТЕСТ-ОРГАНІЗМІВ

Постановка задачі. В наш час рівень забруднення гідросфери як в Україні, так і в світі, оцінюється як катастрофічне. Не дивлячись на всі правові, організаційні, технологічні та інші зусилля щодо попередження деградації водойм, ситуація з кожним роком продовжує загострюватись, що ставить під питання сам факт існування людства в майбутньому.

На даний момент рівень деградації водних джерел досяг такого рівня, що класичні методи визначення їх екологічного стану вже не дають бажаного результату. Тому багато організацій шукають шляхи кращого збору інформації про стан навколишнього природного середовища.

Одним із шляхів підвищення ефективності та достовірності аналітичного контролю забруднення оточуючого середовища є застосування біологічних методів аналізу. Суттєвою перевагою біологічних методів визначення токсичності води над хімічними є те, що вони не вимагають застосування дорогих та працемістких приладів та обладнання, і водночас здатні сумувати всі без виключення дані про ступінь забруднення водойм, вказувати на швидкість змін, що відбуваються, визначати місця накопичення в екосистемах токсикантів тощо. Крім того, живі організми постійно знаходяться в природі і реагують на короткочасні та залпові викиди токсикантів, які може не зареєструвати автоматизована система контролю з періодичним відбором проб на аналіз.

Основними складовими біологічного моніторингу виступають біотестування та біоіндикація. Визначення токсичності стічних вод в більшості випадків проводиться саме за допомогою методів біотестування. Загалом суть біотестування полягає в тому, що в певне водне середовище вносять гідробіонти і за їх реакцією аналізують загальну токсичність стоків [1].

Метою роботи є пошук високочутливих біотесторних організмів як спосіб підвищення ефективності існуючих методів біологічного моніторингу при визначенні якості стічних вод на КП «Житомирводоканал».

Об’єктом досліджень є процес впливу екотоксичності стічних вод КП «Житомирводоканал» на життєво важливі функції тест-організмів.

Предметом досліджень є реакція тест-організмів на гостру та хронічну токсичність стічних вод КП «Житомирводоканал».

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що вперше проведена оцінка гострої екотоксичності стічних вод КП «Житомирводоканал» на рослинному тест-об’єкті Allium сера L.

Практичне значення досліджень полягає в тому, що їх результати можуть бути використані при проведенні контролю якості стічних вод на КП «Житомирводоканал».

Характеристика стічних вод КП «Житомирводоканал». Відповідність значень показників якості стічних вод (СВ) КП «Житомирводоканал» встановленим нормативним вимогам та їх вплив на якість води р. Тетерів контролюється в місці скиду зворотних вод в водний об’єкт та у контрольних створах, які розташовані на відстані 500 м вище та нижче скиду. Вміст забруднюючих речовин в зворотних водах, що відводяться в річку, не повинні перевищувати значень гранично допустимих скидів (ГДС), встановлених для даного підприємства. Порівняльна характеристика складу та властивостей річкової води у верхньому та нижньому створах дає змогу оцінити вплив спуску СВ на якість річкової води.

У 2012 році при відведенні СВ у водний об’єкт жодного разу не було зафіксовано перевищень встановлених ГДС якості вод. Протягом року такі фізичні показники якості річкової та стічної води, як температура та прозорість, зазнавали певних коливань, що обумовлюється в основному природними чинниками. Так, температура стоків в грудні-лютому 2012 року складала 10^оС, річкової води – 6^оС. Влітку температура як стічної води, так і річкової, досягла 23^оС.

Прозорість СВ протягом року коливалась в незначних межах (від 17,7 до 21,0 см). На відміну від СВ прозорість води в р. Тетерів як у верхньому, так і в нижньому створах, протягом року змінювалась в досить широкому діапазоні: від 24,7 см в квітні до 14,0 см в червні 2012 року.

Загалом можна сказати, що скид у водний об’єкт СВ майже не впливає на температуру та прозорість води в річці.

До показників, числові значення вмісту яких у СВ найбільше наближаються до межі ГДС відносять хімічне (ХСК) і біологічне споживання кисню (БСК₅), фосфати та ферум. Максимальна величина ХСК у стоках спостерігається у травні, проте загальна тенденція до підвищення ХСК в холодну пору порівняно з теплою.

Досить „критичнимˮ показником якості СВ КП «Житомирводоканал» виступає БСК₅. Величина БСК₅ у стоках протягом 2012 року варіювала в межах 11,7-13,2 мг О²/дм³ при значенні ГДС 15,0 мг О²/дм³. Слід зазначить, що БСК₅ річкової води до скиду стоків в середньому протягом року складає третину від допустимого значення. В результаті розведення зворотних вод річковою водою відбувається різке зниження БСК₅ в утвореному потоці, і вже в контрольному створі нижче джерела спуску значення цього показника складає в середньому 50% від вихідного.

Біотестування гострої та хронічної екотоксичності на Daphnia magna S. та Allium сера L. Вплив СВ КП «Житомирводоканал» на тест-об’єкти Daphnia magna S. та Allium сера L. досліджувався у лютому-квітні 2013 року. У відібраних зразках найбільш наближається до гранично допустимих значень вміст таких речовин: нітрогену амонійного, нітратів, фосфатів, феруму, кобальту, нікелю, завислих речовин, ХСК і БСК₅. Найбільш високим вмістом забруднюючих речовин характеризувалися зворотні води, які використовувалися для проведення тестування № 1, 7 та 9. Зокрема, в зразках води, які тестували при проведенні останнього досліду, вміст феруму, нікелю, кобальту та фосфатів майже наближається до значень ГДС.

При дослідженні гострої екотоксичності стічних вод на тест-організмах необхідно контролювати концентрацію розчиненого у воді кисню (РК). Це було зроблено за допомогою оксигенометра DO 4000 (табл. 1).

Таблиця 1

Концентрація розчиненого кисню в воді, мг/дм³ (n=10)

Час, год	Контроль (річкова вода)	Дослід (стічні води)
0,25 0,75 1 24 48 72	7,440,09 7,420,11 7,380,25 5,350,15 3,180,04 2,540,13	5,850,11* 5,280,27* 4,090,03* 4,040,01* 3,080,01* 1,670,06*

* – різниця між контролем та дослідом при р0,001

Аналіз табл. 1 показує, що стічні води містять значно менше розчиненого кисню, ніж річкові. Дослідження за показником РК показали суттєву різницю між дослідною та контрольною групами.

В табл. 2 представлені результати біотестування гострої екотоксичності стічних вод з використанням Daphnia magna S.

Таблиця 2

Біотестування гострої екотоксичності стічних вод з використанням Daphnia magna S.

Час, год	Контроль (річкова вода)		Дослід (стічні води)
	Дафній, шт	%	Дафній, шт	%
0,25 0,75 1 24 48 72	12 12 12 12 10 10	100 100 100 100 83,3 83,3	12 12 12 - - -	100 100 100 0 0 0
Всього іммобі-лізованих особин	2	16,7	12	100
Загальна токсичність середовища	DL17		DL100

Аналіз результатів біотестування показує, що достатня концентрація РК потрібна перш за все дафніям. При її зниженні у воді, навіть річковій, спостерігається їх поступова загибель. А у нерозведених стічних водах зниження концентрації кисню до 4,09 мг/дм³ стало причиною загибелі всіх дослідних особин.

Значна токсичність стічних вод може стати причиною загибелі деяких особливо чутливих до їх дії істот у водному середовищі. Тому доцільно ввести на КП «Житомирводоканал» біотестування не тільки на хронічну екотоксичність на дафніях, але й на гостру екотоксичність на цибулі, яка внаслідок своїх особливостей може надати інформацію про рівень небезпеки нерозведених стічних вод вже у перші три дні досліджень. В табл. 3 представлені результати біотестування гострої екотоксичності стічних вод з використанням цибулі Allium сера L.

Таблиця 3

Біотестування гострої екотоксичності стічних вод з використанням
Allium сера L.

Час, год	Контроль (річкова вода)		Дослід (стічні води)
	Цибулин, шт	Довжина коренців, см	Цибулин, шт	Довжина коренців, см
24 48 72	12 12 12	0,40,03 0,90,05 1,50,09	12 12 12	0,10,01* 0,20,01* 0,50,03*

* – різниця між контролем та дослідом при р0,001

При визначенні хронічної екотоксичності стічних вод застосовувались тест-організми Daphnia magna S. та Allium сера L. При проведенні досліджень № 1, 2, 4, 6, 7 та 9 було зафіксовано загибель 20 і більше відсотків дафній в тестованій воді в порівнянні з контролем. Це свідчить про те, що дослідна вода в цих випадках чинить токсичну дію виживання текст-об’єктів.

Також слід зазначити, що при біотестуванні якості зворотних вод в сьомому та дев’ятому випадків загибель 20% дафній зафіксована відповідно на п’ятий та четвертий день після початку дослідження. Це вказує на порівняно високий рівень токсичності води, виявлений у хронічних дослідженнях.

Визначення хронічної екотоксичності у дослідженнях на цибулі показали, що тестовані зразки абсолютно у всіх випадках чинять хронічну токсичну дію на ріст коренів цибулі. Середня довжина коренів цибулі в контролі варіює в діапазоні 3,6-5,4 см, що може обумовлюватися недостатнім рівнем дехлорування води перед тестуванням. Довжина ж коренів цибулі, яка проростала в тестованій воді, коливається в досить широких межах – від 1,5 до 4,3 см залежно від токсичності досліджуваних зразків.

Встановлений ступінь токсичності досліджуваних зразків складає 0,5-1,3. Найменшу токсичність для цибулі виявили стоки, які використовувались при проведенні досліду № 5 та 8. Найтоксичнішими виявилися зразки, тестовані в 6, 7 та 9 серії досліджень.

Таким чином, результати дослідження токсичності стоків з використанням дафній можна вважати такими, що не викликають жодних сумнівів, тому є еталонними при визначенні чутливості різних тест-об’єктів.

Висновки та практичні рекомендації. Отримані результати досліджень свідчать про наявність можливості використання цибулі Allium сера L. як тест-об’єкту при визначенні гострої та хронічної екотоксичності стічних вод. Оскільки кількість серій досліджень, які були проведені, є досить обмеженою, отримані результати потребують певних уточнень. Враховуючи все вище сказане, пропонуємо на даному стані доповнити систему біологічного контролю впливу стічних вод КП «Житомирводоканал» на якість води р. Тетерів шляхом впровадження паралельного до існуючих методів визначення екотоксичності води, методу біотестування з використанням тест-об’єкту Allium сера L. Доцільно ввести за його участю тестування не тільки на хронічну, але й на гостру екотоксичність.

1. Аристархова, Е. О. Біомоніторинг як складова система контролю якості стічних вод [Текст] / Е. О. Аристархова, В. В. Мєдвєдєва : збірник тез доповідей Всеукраїнської наукової конференції студентів, магістрів та аспірантів [„Сучасні проблеми екології та технологійˮ], (Житомир, 10-12 травня 2013 р.) / М-во освіти і науки України. – Житомир: Вид-во ЖДТУ, 2013. – С. 191.